Relatório - técnicas de separaçao

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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE MARINGÁ
CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS - DEPARTAMENTO DE QUÍMICA.
CURSO: QUÍMICA/LICENCIATURA.
DISCIPLINA: 503 - QUÍMICA EXPERIMENTAL
TURMA: 32
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Aula 11: Técnicas de separação e purificação de substâncias: dissolução fracionada; filtração e evaporação. 
 ALUNOS:
 
 
 PROFESSORA: 
Maringá, agosto de 2015
Introdução.
Elementos e compostos são exemplos de substâncias puras (que têm sempre a mesma composição), porém são raras, normalmente encontram-se misturas de compostos ou elementos. [1] 
A associação de duas ou mais substâncias diferentes são denominadas de misturas, elas podem ser classificadas em homogêneas (solução que apresenta uma única fase, alguns exemplos são: mistura de água com álcool, água com açúcar, água com sal e o ar atmosférico) e heterogêneas ( podem apresentar duas ou mais fases e seus componentes podem ser distinguidos através de observação visual ou através de um microscópio. Água e areia ou água e azeite, são exemplos de misturas heterogêneas.). Cada aspecto distinto observado na região de um sistema é chamado de fase. [1] 
Para separar os componentes de uma mistura, devem-se usar processos específicos que são definidos de acordo com fatores como: o tipo de mistura, estado físico dos componentes e as propriedades físicas dos materiais que constituem a mistura.
Os métodos para separação de misturas homogêneas são: destilação simples (método utilizado para separar um sólido dissolvido em um líquido, ocorre de acordo com a diferença nos pontos de ebulição do solvente e do soluto), destilação fracionada (compreende no aquecimento de uma mistura de líquidos que possuem pontos de ebulição distantes. À medida que a temperatura aumenta, o ponto de ebulição de cada liquido é atingido, separa-se inicialmente o líquido de menor ponto de ebulição. Esse processo é utilizado na obtenção de bebidas alcoólicas e no fracionamento do petróleo), evaporação (a mistura é aquecida até o líquido evaporar, separando-se o soluto na forma sólida, é utilizada para obtenção de sal marinho) e liquefação fracionada (os gases se liquefazem separadamente, através de resfriamento em aparelhagem adequada). [2] [3]
Para separar os componentes de misturas heterogêneas, podem ser adotados os seguintes métodos: decantação (é baseada na diferença de densidade, por ser mais denso, o sólido se deposita no fundo do recipiente e após isso, inclina-se o recipiente para escoar o líquido, ou ainda, para separação de líquidos imiscíveis utiliza-se um funil de decantação, fazendo com que passe primeiramente o líquido mais denso), centrifugação (acelera o processo de decantação pelo uso de aparelhos denominados centrífugas), filtração (utilizada para separar misturas do tipo sólido- líquido e sólido-gasoso, consiste em um filtro reter as partículas maiores e deixar passar as menores que os “poros” do filtro, a preparação do café e o uso de aspirador de pó são exemplos desse processo), catação (separação manual dos sólidos com diferentes tamanhos de partículas), levigação (usa-se uma corrente de água que arrasta o componente menos denso), ventilação (o componente menos denso é arrastado por corrente de ar), peneiração (utilizado para separar sólidos de tamanhos diferentes, com auxilio de uma peneira), separação magnética (separa os componentes de uma mistura onde um deles é atraído por um imã, e o outro não), flotação (separa sólidos de diferentes densidades através de um liquido com densidade intermediária) e dissolução fracionada (utilizado para separar misturas sólido- sólido. Um dos sólidos é dissolvido em um solvente, e depois pode ser feito filtração para separar o sólido insolúvel). [2] [3]
Propriedades dos compostos
 
1.1.2. Cloreto de sódio
 O cloreto de sódio (NaCl) consiste em um dos mais importantes e conhecidos sais da química inorgânica, é designado por sal de cozinha ou simplesmente por sal, e se apresenta em condições normais como um sólido cristalino branco. Facilmente dissolvido em água (cerca de 35%) independendo da temperatura. Apresenta uso doméstico no processo de salga da comida e na conservação de alimentos (carnes e pescados). O excesso de NaCl no organismo causa diversos problemas, muitos derivados do aumento da pressão arterial. Industrialmente é matéria prima direta para a produção de cloro gasoso (Cl2), o qual é utilizado no tratamento da água potável, na produção de hidróxido de sódio (NaOH), importante base industrial, e na produção de hipoclorito de sódio (NaOCl), agente alvejante e bactericida. Além disso, é utilizado na manufatura do papel e na produção de sabões e detergentes, também possui uso indireto na produção de ácido clorídrico (HCl), importante ácido industrial e acadêmico, por eletrólise de sua solução aquosa. [4][5] 
1.1.3. Areia
A Areia é um conjunto de partículas de rochas, um material de origem mineral finamente dividido em grânulos ou granito, composta basicamente por dióxido de silício. É utilizada nas obras de engenharia civil, em aterros, execução de argamassas, concretos e também na fabricação de vidros. O tamanho de seus grãos tem importância nas características dos materiais que a utilizam como componente. [6] 
Objetivo:
Esta prática tem como objetivo separar os componentes de uma mistura heterogênea e de uma mistura homogênea, assim como determinar a composição percentual de uma mistura de sal e areia.
Parte Experimental.
Materiais.
● 2 vidros de relógio 
● Areia
● Aro metálico 
● Bastão de vidro	
● Béquer de 50mL
● Bico de Bunsen
● Cápsula de porcelana
● Funil simples
● Papel filtro
● Pinça metálica
● Pipeta volumétrica de 10 mL
● Pipetador de borracha
● Pissete com água destilada
● Proveta de 100mL
● Sal (Cloreto de sódio)
● Suporte universal
● Tela de amianto
● Tripé
Métodos.
Experimento 1: Determinou-se a massa de um papel filtro pregueado mais um vidro de relógio identificado.
Pegou-se um béquer que continha uma mistura de sal mais areia e adicionou-se cerca de 50mL de água destilada, agitou-se a solução resultante com auxílio de um bastão de vidro.
Fixou-se em um suporte universal um aro metálico e adaptou-se um funil simples com o papel filtro pregueado. Transferiu-se cuidadosamente a mistura (sal + areia + água) do béquer para o funil, e recolheu-se o filtrado em uma proveta de 100mL.
Lavou-se o béquer e o funil com água destilada, repetiu-se a operação até que toda mistura fosse transferida para o funil. Anotou-se o volume de filtrado obtido na proveta.
Retirou-se o papel filtro contendo a areia e colocou-se sobre o vidro de relógio. Deixou-se a amostra secar totalmente na capela e determinou-se a massa do conjunto (papel filtro + areia + vidro de relógio). 
Experimento 2 : Montou-se um sistema de aquecimento com um tripé e uma tela de amianto. Determinou-se a massa da uma cápsula de porcelana juntamente com um vidro de relógio.
Homogeneizou-se com um bastão de vidro o filtrado obtido no experimento 1 e transferiu-se 10mL com uma pipeta volumétrica do filtrado para uma cápsula de porcelana.
Colocou-se a cápsula de porcelana sobre a tela de amianto apoiada no tripé e a cobriu com o vidro de relógio. Aqueceu-se a solução até total evaporação da água.
Deixou-se esfriar e determinou-se a massa do conjunto (cápsula de porcelana + vidro de relógio + resíduo).
 Resultados e Discussão.
Inicialmente, no procedimento 1, pesou-se um papel filtro junto com um vidro de relógio, a massa obtida foi de 36,243g (m1). Então, adicionou-se aproximadamente 50mL de água ao béquer que continha a mistura de sal e areia (2,25gde sal e 2,75g de areia) e agitou-se com bastão de vidro para total dissolução do sal. A areia por sua vez, mostrou totalmente insolúvel na água, desta forma, formou-se no béquer uma mistura heterogênea (com duas fases): uma na parte inferior (areia) e outra na parte superior (solução água + sal).
Para separar as duas fases, utilizou-se o processo de filtração simples, após tal processo, notou-se que a areia ficou retida no papel filtro e a solução (água + sal) passou pelo papel filtro, sendo recolhida em uma proveta e apresentando volume final de 100mL de filtrado. Transferiu-se o papel filtro com a areia para um vidro de relógio e deixou-se secar totalmente, após secagem, pesou-se o conjunto e obteve-se a massa de 39,06g (m2).
Desta forma, calculou-se a massa de areia recuperada (m3), pela diferença das massas (m2 - m1):
m2 - m1 = m3
39,06 – 36,243 = 2,817g de areia.
Considerando o valor de areia contido no béquer antes da dissolução, que era de 2,75g, calculou-se o erro:
2,75g ----- 100% 
2,817g ---- x 
X= 102,44% Erro = | 100 – 102,44| = 2,44% 
No procedimento 2, primeiramente, pesou-se uma cápsula de porcelana juntamente com um vidro de relógio e a massa obtida foi de 84,275g (m4).
Após a transferência de 10mL do filtrado do experimento 1 para a cápsula de porcelana e submetê-la a aquecimento, observou-se a precipitação do sal mas paredes da cápsula e no vidro de relógio conforme a evaporação da água ocorria. Concluída a total evaporação da água, deixou-se esfriar a cápsula de porcelana e determinou-se a massa do conjunto (cápsula de porcela + vidro de relógio + sal) e obteve-se o valor de 84, 448g (m5).
Então, calculou-se a massa de sal recuperado (m6), pela diferença das massas (m5 – m4):
m5 – m4 = m6
84,448 - 84,275= 0,173g de sal ( para 10mL de solução)
Para 100mL de solução, que era o volume contido na proveta após a filtração, tem-se:
0,173g ------ 10 mL
 X ------ 100mL
 X= 1,73g de sal.
Considerando o valor de sal contido no béquer antes da dissolução, que era de 2,25g, calculou-se o erro:
2,25g ------- 100%
1,73g ------- x
X= 76,88% Erro= | 100 – 76,88 | = 23,12%
A partir dos valores teóricos, tem-se que a massa inicial da mistura era 5g, então calculou-se a porcentagem de sal e areia contida na mistura:
5g ------- 100% 5g ------- 100%
2,25g ------- x 2,75g ------- x 
X= 45% de sal x= 55% de areia 
Como no experimento 1, a massa de areia obtida foi maior que o valor teórico, e no procedimento 2 a massa de sal recuperada foi menor que a teórica, pode-se dizer que, possivelmente o sal não foi totalmente dissolvido na água, ficando retido no papel filtro ou entre os grãos de areia, isso pode ter ocorrido por erros no momento de homogeneizar a solução e na maneira que foi realizada a lavagem do béquer.
O erro para a massa do sal foi mais significativo que o erro para a massa de areia, isso pode ser explicado pelo fato de que, quando a mistura de sal e água estava em ebulição, mesmo que o recipiente de porcelana tenha sido tampado com o vidro relógio, alguma quantidade de sal pode ter atravessado para fora através de uma abertura que a cápsula de porcelana continha, aumentando, assim, a diferença.
Conclusão.
Através dos experimentos realizados em laboratório, foi concluído que para separar uma mistura heterogênea que consiste em uma fase sólida e outra líquida, utiliza-se o processo de filtração simples, porém , mesmo sendo uma técnica simples , o analista deve estar atento a muitos detalhes.
Concluiu-se também que, apesar dos erros obtidos, a técnica mostrou eficaz, pois foi possível obter sal e areia separadamente.
Referências Bibliográficas.
[1] http://www.mundoeducacao.com/quimica/misturas-homogeneas-heterogeneas.htm, acessado em 11/08/2015.
[2] http://educacao.globo.com/quimica/assunto/materiais-e-suas-propriedades/misturas-e-metodos-de-separacao.html, acessado em 11/08/2015.
[3] http://educacao.uol.com.br/disciplinas/quimica/separacao-de-misturas-conheca-os-diferentes-processos.htm, acessado em 11/08/2015.
[4] https://pt.wikipedia.org/wiki/Cloreto_de_s%C3%B3dio, acessado em 11/08/2015.
[5] http://www.brenntagla.com/pt/downloads/brochures/FISPQ_-_MSDS_-_HOJA_DE_SEGURIDAD/C/Cloreto_de_S__dio.pdf, acessado em 11/08/2015.
[6] https://pt.wikipedia.org/wiki/Areia, acessado em 11/08/2015.